Nanoteknologi Ilmu Kecil dengan Dampak Besar bagi Dunia

JAKARTA, inca.ac.id – Dunia saat ini memasuki era baru yang didorong oleh kemajuan ilmu pengetahuan pada skala yang sangat kecil. Moreover, nanoteknologi menjadi salah satu bidang ilmu yang berkembang paling pesat dan membawa perubahan besar dalam kehidupan manusia. Pada tahun 2025, Badan Riset dan Inovasi Nasional atau BRIN menyelenggarakan seminar bertajuk International Seminar on Nanotechnology, Nanomaterials, and Devices sebagai bukti perhatian Indonesia terhadap bidang ini. Furthermore, temuan terbaru di bidang ini telah merambah hampir seluruh sektor mulai dari kesehatan, energi, pangan, hingga pertahanan negara.

Istilah nanoteknologi mungkin terdengar asing bagi sebagian orang, padahal banyak produk sehari hari sudah menggunakan bahan berukuran nano. In addition, tabir surya, vaksin mRNA buatan Pfizer dan Moderna, serta prosesor di dalam ponsel pintar merupakan contoh nyata penerapan ilmu ini. Therefore, memahami dasar dan perkembangan nanoteknologi menjadi penting bagi siapa pun yang ingin mengikuti arah kemajuan ilmu pengetahuan dan kehidupan masa depan.

Pengertian Nanoteknologi dan Sejarah Perkembangannya

Nanoteknologi merupakan cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari dan memanfaatkan bahan pada skala nanometer, yaitu satu per satu miliar meter. Moreover, pada ukuran sekecil ini, sifat bahan bisa berubah secara mencolok dibandingkan dengan sifatnya pada ukuran biasa. Menurut Pusat Studi Energi Universitas Gadjah Mada, nanoteknologi adalah pemahaman dan kendali bahan pada ukuran 1 hingga 100 nanometer di mana gejala unik yang muncul dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan baru. Furthermore, satu nanometer setara dengan sepersejuta milimeter atau sekitar 1 per 80.000 dari tebal rambut manusia.

Gagasan awal tentang nanoteknologi lahir dari ceramah Richard Feynman pada tahun 1959 di hadapan American Physical Society di Caltech. First, Feynman mengemukakan gagasan berjudul There is Plenty of Room at the Bottom yang menyoroti kemungkinan merekayasa bahan pada tataran atom. Second, pada tahun 1974 Norio Taniguchi dari Jepang pertama kali mencetuskan istilah nanoteknologi sebagai proses pemisahan dan pembentukan bahan pada skala sangat kecil. Third, penemuan Scanning Tunneling Microscope oleh Gerd Binnig dan Heinrich Rohrer pada tahun 1981 membuka jalan bagi para peneliti untuk memetakan dan merekayasa permukaan bahan pada skala nanometer. Additionally, Eric Drexler memperluas gagasan ini melalui bukunya Engines of Creation yang terbit pada tahun 1986.

Tonggak penting dalam sejarah perkembangan nanoteknologi meliputi:

1. Ceramah Feynman pada tahun 1959 yang menjadi titik awal gagasan merekayasa bahan pada tataran atom
2. Pencetakan istilah nanoteknologi oleh Taniguchi pada tahun 1974 yang memberi nama resmi bagi bidang ilmu ini
3. Penemuan Scanning Tunneling Microscope pada tahun 1981 yang memungkinkan pengamatan bahan pada skala nano
4. Penemuan karbon nanotube pada tahun 1991 oleh Sumio Iijima yang membuka era bahan nano karbon
5. Peluncuran National Nanotechnology Initiative oleh Amerika Serikat pada tahun 2000 yang mendorong pendanaan besar bagi riset
6. Penerapan lipid nanoparticle pada vaksin mRNA pada tahun 2020 yang membuktikan manfaat nyata bagi kesehatan dunia

Cara Kerja dan Keunikan Bahan dalam Nanoteknologi

Bahan pada skala nano memiliki sifat yang sangat berbeda dari bahan pada ukuran biasa. Moreover, perbedaan sifat ini menjadi dasar utama mengapa nanoteknologi mampu menciptakan temuan baru yang tidak mungkin dicapai dengan cara lama. Pada ukuran nanometer, rasio luas permukaan terhadap volume bahan meningkat sangat tajam sehingga bahan menjadi jauh lebih reaktif. Furthermore, sifat listrik, cahaya, dan kekuatan mekanis bahan juga berubah secara mencolok pada skala ini.

Sebagai contoh, emas pada ukuran biasa berwarna kuning mengilap dan bersifat lembam. However, partikel emas berukuran nano bisa berwarna merah, ungu, atau biru tergantung ukurannya dan menjadi sangat reaktif. Karbon nanotube yang tersusun dari atom karbon memiliki kekuatan 100 kali lebih besar dari baja tetapi jauh lebih ringan. In addition, bahan nano berbasis grafena memiliki kemampuan menghantarkan listrik yang sangat tinggi sehingga cocok untuk komponen elektronik masa depan.

Beberapa keunikan bahan nano yang membedakannya dari bahan berukuran biasa:

• Luas permukaan yang sangat besar memungkinkan reaksi kimia berlangsung jauh lebih cepat dan efisien
• Sifat cahaya yang berubah memungkinkan bahan nano digunakan sebagai penanda dalam pendeteksian penyakit
• Kekuatan mekanis yang sangat tinggi menjadikan bahan nano cocok untuk bahan pelindung yang ringan dan kuat
• Kemampuan menghantarkan listrik yang luar biasa memungkinkan pembuatan komponen elektronik yang lebih kecil dan cepat
• Kemampuan menembus penghalang tubuh memungkinkan bahan nano membawa obat langsung ke sel yang sakit
• Sifat magnet yang berubah memungkinkan bahan nano digunakan dalam penyimpanan data yang lebih padat

Penerapan Nanoteknologi di Bidang Kesehatan

Bidang kesehatan menjadi sektor yang paling banyak merasakan manfaat dari kemajuan nanoteknologi. Moreover, temuan terbaru berdasarkan kajian bibliometrik pada tahun 2024 menunjukkan bahwa kata kunci paling sering muncul dalam riset nanoteknologi adalah drug delivery, application, dan cancer. Hal ini membuktikan bahwa pengantaran obat dan pengobatan kanker menjadi fokus utama penerapan ilmu ini di seluruh dunia. Furthermore, penerapan lipid nanoparticle pada vaksin mRNA buatan Pfizer dan Moderna telah menjadi bukti nyata bagaimana nanoteknologi menyelamatkan jutaan nyawa selama wabah.

Partikel nano emas sedang dikembangkan untuk mendeteksi dan menghancurkan sel kanker secara langsung tanpa merusak jaringan sehat. For example, partikel ini dirancang untuk mengenali sel kanker lalu menghantarkan obat tepat ke sasaran sehingga efek samping pengobatan berkurang. Also, tim peneliti dari Universitas Airlangga sedang mengembangkan sistem pengantaran obat menggunakan liposom berukuran nano untuk meningkatkan keberhasilan pengobatan kanker. In addition, biosensor berbasis bahan nano mampu mendeteksi penyakit pada tahap paling awal melalui teknik pencitraan yang jauh lebih peka dibandingkan alat biasa.

Penerapan nanoteknologi di bidang kesehatan yang sedang berkembang saat ini:

1. Pengantaran obat bertarget menggunakan partikel nano yang membawa obat langsung ke sel yang sakit
2. Vaksin berbasis lipid nanoparticle yang meningkatkan daya tahan tubuh melalui pengiriman pesan genetik
3. Biosensor nano yang mampu mendeteksi penyakit pada tahap sangat awal dengan kepekaan tinggi
4. Bahan perancah berukuran nano yang mendukung pertumbuhan sel untuk mempercepat penyembuhan jaringan rusak
5. Partikel nano magnet yang digunakan dalam pencitraan tubuh melalui MRI dengan ketajaman lebih tinggi
6. Robot berukuran nano yang sedang dikembangkan untuk bergerak di dalam tubuh dan melakukan perbaikan pada sel

Peran Nanoteknologi dalam Kemajuan Elektronik

Perkembangan perangkat elektronik yang semakin kecil, cepat, dan hemat daya tidak bisa dilepaskan dari kemajuan nanoteknologi. Moreover, transistor berbasis grafena dan karbon nanotube menjadi harapan baru untuk menggantikan keterbatasan transistor silikon yang sudah mendekati batas ukuran terkecilnya. IBM telah mengembangkan transistor berukuran 2 nanometer yang mampu meningkatkan kecepatan pemrosesan hingga sepuluh kali lipat dibandingkan prosesor yang ada saat ini. Furthermore, kemajuan ini juga mengurangi pemakaian daya listrik secara mencolok sehingga perangkat menjadi lebih tahan lama.

Selain prosesor, nanoteknologi juga merambah bidang penyimpanan data. For example, memori resistif atau ReRAM berbasis bahan nano memungkinkan penyimpanan data yang lebih cepat dan tahan lama dibandingkan SSD biasa. Also, bahan nano berbasis grafena membuka peluang pembuatan layar lentur yang lebih tipis dan lebih kuat dibandingkan layar kaca biasa. Therefore, perangkat elektronik masa depan akan menjadi lebih kecil, lebih cepat, dan lebih hemat energi berkat sentuhan nanoteknologi.

Nanoteknologi untuk Energi dan Lingkungan Hidup

Tantangan energi dan kerusakan lingkungan menjadi persoalan besar yang dihadapi dunia saat ini. Moreover, nanoteknologi menawarkan berbagai jalan keluar yang menjanjikan untuk kedua persoalan tersebut. Sel surya berbasis perovskite nano mampu meningkatkan daya serap sinar matahari hingga lebih dari 30 persen, jauh lebih tinggi dibandingkan sel surya biasa. Furthermore, baterai berbasis nanotube silikon atau grafena memiliki kepadatan energi lebih tinggi dan umur pakai lebih panjang dibandingkan baterai lithium-ion yang digunakan saat ini.

Di bidang lingkungan, nanoteknologi memberikan harapan besar untuk mengatasi pencemaran air dan udara. However, penerapan bahan nano untuk lingkungan membutuhkan kehati hatian agar tidak menimbulkan masalah baru bagi alam. Saringan air berbasis karbon nanotube terbukti mampu menyaring partikel berbahaya dan logam berat dari air yang tercemar. In addition, PPNN ITB bekerja sama dengan UI dan Undip melalui program PMKI 2025 sedang mengembangkan saringan air portabel berbasis bahan nano untuk daerah yang membutuhkan air bersih.

Penerapan nanoteknologi di bidang energi dan lingkungan yang sedang berkembang:

• Sel surya berbasis perovskite nano yang mampu menyerap sinar matahari dengan daya serap lebih dari 30 persen
• Baterai berteknologi nano yang memiliki kepadatan energi lebih tinggi dan umur pakai lebih panjang
• Saringan air berbasis karbon nanotube yang mampu menyaring logam berat dan bahan berbahaya dari air
• Saringan udara berbasis nanofiber yang mampu menyaring partikel berukuran sangat kecil termasuk bakteri
• Bahan pemercepat reaksi berukuran nano yang mendukung produksi bahan bakar bersih berbasis hidrogen
• Bahan pelapis nano pada bangunan yang mampu membersihkan diri dari kotoran dan mengurangi panas

Perkembangan Nanoteknologi di Indonesia

Indonesia tidak ketinggalan dalam perkembangan nanoteknologi meskipun masih menghadapi berbagai tantangan. Moreover, BRIN melalui Pusat Riset Sistem yang dipimpin oleh Murni Handayani aktif mendorong riset di bidang ini. Pada Agustus 2025, BRIN menyatakan bahwa ilmu bahan nano berkontribusi penting dalam perkembangan riset energi terbarukan, pengelolaan limbah, dan teknologi informasi di Indonesia. Furthermore, beberapa perguruan tinggi terkemuka seperti ITB, UI, UNAIR, dan UGM telah membangun pusat riset khusus untuk mengembangkan bidang ini.

ITB memiliki Pusat Penelitian Nanosains dan Nanoteknologi atau PPNN yang dipimpin oleh Prof. Dr. Heni Rachmawati. For example, salah satu fokus riset ITB adalah pengembangan saringan udara berbasis nanofiber yang mampu menyaring partikel berukuran nanometer. Also, UNAIR menjadi perguruan tinggi pertama di Indonesia yang membuka Program Studi S1 Rekayasa Nanoteknologi di bawah Fakultas Teknologi Maju dan Multidisiplin. In addition, pada Oktober 2024 Pusat Riset Nanoteknologi BRIN melakukan kunjungan ke UNAIR untuk membahas kerja sama riset di bidang energi, lingkungan, dan kesehatan.

Beberapa pencapaian dan kegiatan riset nanoteknologi di Indonesia:

1. BRIN memiliki Pusat Riset Sistem Nanoteknologi yang menghasilkan 135 karya tulis ilmiah dan 36 paten terdaftar
2. ITB mengembangkan saringan udara berbasis nanofiber melalui riset di PPNN bersama mitra dalam dan luar negeri
3. UNAIR membuka program studi S1 Rekayasa Nanoteknologi pertama di Indonesia untuk mencetak tenaga ahli muda
4. UI membangun gedung riset khusus nanoteknologi bernama Mochtar Riady Plaza Quantum di Kampus Depok
5. UGM menerima kunjungan BRIN pada Juli 2024 untuk membahas kerja sama riset bahan nano dan perangkat nano
6. PPNN ITB bekerja sama dengan UI dan Undip mengembangkan saringan air portabel berbasis bahan nano pada tahun 2025

Tantangan dan Kekhawatiran SeputarNanoteknologi

Meskipun menawarkan banyak manfaat, nanoteknologi juga menghadirkan tantangan dan kekhawatiran yang perlu mendapat perhatian serius. Moreover, ukuran bahan nano yang sangat kecil memungkinkan partikel tersebut masuk ke dalam tubuh manusia melalui pernapasan, kulit, atau pencernaan. Dampak jangka panjang dari paparan bahan nano terhadap kesehatan manusia dan lingkungan belum sepenuhnya dipahami oleh para peneliti. Furthermore, standar keselamatan seperti ISO/TS 80004 sudah ada tetapi penerapannya belum merata di seluruh negara.

Biaya produksi bahan nano yang masih tinggi juga menjadi kendala besar bagi penerapan secara luas. However, perkembangan cara pembuatan yang lebih efisien diharapkan bisa menurunkan biaya ini secara bertahap. Selain itu, persoalan tentang siapa yang bertanggung jawab jika bahan nano menimbulkan kerugian bagi kesehatan atau lingkungan juga belum terjawab sepenuhnya. Therefore, kerja sama antara pemerintah, peneliti, dan pelaku usaha sangat dibutuhkan untuk memastikan perkembangan nanoteknologi berjalan aman dan bertanggung jawab.

Tantangan utama dalam perkembangan nanoteknologi saat ini:

• Dampak jangka panjang paparan bahan nano terhadap kesehatan manusia yang belum sepenuhnya dipahami
• Risiko pencemaran lingkungan jika bahan nano tidak dikelola dan dibuang dengan cara yang benar
• Biaya produksi bahan nano yang masih tinggi sehingga sulit diterapkan secara luas terutama di negara berkembang
• Penerapan standar keselamatan yang belum merata meskipun sudah ada pedoman dari lembaga dunia
• Kebutuhan tenaga ahli yang sangat besar sementara jumlah lulusan bidang ini masih terbatas
• Persoalan tanggung jawab hukum dan hak cipta atas temuan yang melibatkan bahan berukuran nano

Arah Masa Depan dan PeluangNanoteknologi

Nanoteknologi diprediksi akan semakin berperan penting dalam membentuk masa depan kehidupan manusia di berbagai sektor. Moreover, gagasan Society 5.0 yang menempatkan manusia sebagai pusat kemajuan memberi ruang besar bagi penerapan ilmu ini. Kolaborasi antara ilmu bahan nano dan kecerdasan buatan membuka peluang baru dalam pembuatan sensor pintar, robot berukuran sangat kecil, dan bahan cerdas yang mampu menyesuaikan diri dengan lingkungan. Furthermore, bidang pertahanan juga mulai memanfaatkan bahan berukuran nano untuk membuat pakaian pelindung yang lebih ringan dan sensor pendeteksi senjata kimia.

Bagi Indonesia, peluang di bidang ini masih sangat terbuka lebar. For example, pengembangan saringan air dan udara berbasis bahan nano sangat relevan dengan kebutuhan masyarakat di daerah terpencil. Also, penerapan ilmu bahan nano di bidang pertanian melalui pestisida dan pupuk berukuran nano bisa meningkatkan hasil panen secara lebih ramah lingkungan. In addition, pembukaan program studi khusus di UNAIR menunjukkan keseriusan Indonesia dalam menyiapkan tenaga ahli untuk masa depan.

Peluang besar nanoteknologi yang menjanjikan di masa depan:

1. Pengobatan yang lebih tepat sasaran melalui robot nano dan sistem pengantaran obat yang semakin canggih
2. Perangkat elektronik yang semakin kecil dan hemat energi berkat transistor dan memori berbasis bahan nano
3. Energi terbarukan yang lebih terjangkau melalui sel surya dan baterai dengan daya serap dan daya simpan lebih tinggi
4. Penyediaan air bersih yang lebih mudah melalui saringan berbasis bahan nano untuk daerah yang membutuhkan
5. Pertanian yang lebih ramah lingkungan melalui pupuk dan pelindung tanaman berukuran nano yang lebih efisien
6. Bahan bangunan yang lebih kuat, ringan, dan mampu membersihkan diri melalui sentuhan bahan berukuran nano

Kesimpulan

Nanoteknologi merupakan bidang ilmu yang memanfaatkan bahan berukuran sangat kecil untuk menciptakan temuan baru di berbagai sektor kehidupan. Moreover, mulai dari kesehatan, elektronik, energi, hingga lingkungan, sentuhan ilmu ini telah membawa perubahan besar yang dirasakan dunia. Indonesia melalui BRIN, ITB, UNAIR, UI, dan UGM terus mendorong riset dan pendidikan di bidang ini untuk menyiapkan tenaga ahli dan temuan yang bermanfaat bagi masyarakat. Furthermore, pembukaan program studi khusus dan penyelenggaraan seminar bertaraf dunia menunjukkan keseriusan Indonesia dalam mengembangkan nanoteknologi.

Tantangan berupa keselamatan, biaya, dan kesiapan tenaga ahli masih perlu diatasi agar manfaat nanoteknologi bisa dirasakan secara luas. In addition, kerja sama antara pemerintah, perguruan tinggi, dan pelaku usaha menjadi kunci keberhasilan perkembangan bidang ini di masa depan. In conclusion, nanoteknologi membuktikan bahwa temuan terbesar justru bisa lahir dari hal yang paling kecil dan memiliki potensi luar biasa untuk mengubah kehidupan manusia ke arah yang lebih baik.

Eksplorasi lebih dalam Tentang topik: Pengetahuan

Cobain Baca Artikel Lainnya Seperti: Interpretive Journalism Pendekatan Berita Masa Kini